Die Konstante der Dissoziation oder Dissoziationskonstante ist ein kinetischer Parameter für die Messung intermolekularer Wechselwirkungen und Bindungsereignisse zwischen zwei oder mehr Molekülen. Während die Assoziationsrate (ka) die Geschwindigkeit beschreibt, mit der ein Molekül an das andere bindet und einen Komplex bildet, beschreibt die Dissoziationsrate (kd) die Geschwindigkeit, mit der der Komplex zerfällt, ausgedrückt in der Einheit s-1. Zusammen bestimmen diese Parameter die Gleichgewichtsdissoziationskonstante oder Bindungsaffinität (KD).
Wie werden Dissoziationskonstanten ermittelt?
Das folgende Diagramm zeigt die Ergebnisse der Messung einer Bindungswechselwirkung. Zunächst wird die Basislinie ermittelt, indem der Puffer an dem Sensor mit dem immobilisierten Liganden vorbeifließt. Danach fließt die Probe (Analyt) vorbei. In der Assoziationsphase bindet der Analyt an den Analyten, woraus die Assoziationskonstante berechnet wird. Durch das Umschalten des Flusses von der Probe zurück in den Puffer wird die Dissoziationsphase eingeleitet.
Die Ergebniskurve einer Messung der Bindungs-Wechselwirkung (Sensorgramm).
Wie wichtig ist es, die Dissoziationskonstante festzustellen?
Zwei Wechselwirkungen können dieselbe Affinität (KD), aber sehr unterschiedliche Kinetik (ka und kd) aufweisen.
Im folgenden Beispiel hat die Wechselwirkung, dargestellt durch die blaue Linie, eine schnelle Assoziation und schnelle Dissoziation, während die Wechselwirkung, dargestellt durch die rote Linie, eine wesentlich langsamere Assoziation und viel langsamere Dissoziation aufweist.
Dies ergibt das gleiche Verhältnis von kd/ka und damit die gleiche Affinität (KD).
Beispiel für zwei Wechselwirkungen mit derselben Affinität (KD), aber unterschiedlicher Kinetik (ka und kd)
Dies bedeutet, dass die Messung der Affinität allein oft nicht ausreicht, um festzustellen, welche Verbindungen es sich lohnt, zu einem Arzneimittel weiterzuentwickeln. Forschende suchen eher nach einer schnellen Wechselwirkung bis zur Sättigung zwischen Medikament und Ziel, wie in der Wechselwirkung (dargestellt durch die blaue Linie).
Warum ist die Dissoziationskonstante für die Arzneimittelentwicklung relevant?
In der Pharmakologie, insbesondere der Arzneimittelforschung, ist die Dissoziationsrate ein wichtiger Parameter für die Bestimmung des Potenzials eines Medikaments: Die Verweildauer eines Medikaments im Komplex (d. h. Medikament mit Ziel) beeinflusst seine Wirkung auf das Ziel, also die Wirksamkeit des Medikaments. Daher werden Wirkstoffkandidaten in der Frühphase der Arzneimittelentwicklung häufig auf ihre Off-Rate untersucht und danach beurteilt. Die Dissoziationsrate (kd) oder die Off-Rate (koff) kann mit einem Biosensor ermittelt werden.
Das WAVEsystem ist ein optischer Biosensor, der die Dissoziationskonstante bei der Messung der Bindungskinetik ermitteln kann. Seine hohe Empfindlichkeit, kombiniert mit seiner Kompatibilität mit Rohproben und der waveRAPID®-Methode, die einen höheren Durchsatz ermöglicht, macht WAVEdelta sehr geeignet für das Off-Rate-Screening.
